PD-L1與TIL在免疫治療中的預測作用及臨床意義①

徐 丹 王聰聰 韓昱晨 邱雪杉

(中國醫科大學附屬第一醫院病理科,沈陽 110001)

免疫治療旨在激活人體自身的免疫系統，依靠各種免疫調節機制殺死腫瘤細胞，是目前腫瘤治療領域中最具前景的治療方法之一。程序性死亡因子-1(programmed death cell-1，PD-1)及其配體和細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4(cytotoxic T lymphocyte antigen 4，CTLA-4)是依據免疫調節治療實體瘤的關鍵靶點。PD-1為共抑制分子，主要表達于活化的T細胞、B細胞、NK細胞以及單核細胞等，具有兩個配體，分別為程序性死亡因子配體-1(programmed death cell-ligand 1，PD-L1)和程序性死亡因子配體-2(programmed death cell-ligand 2，PD-L2)，均屬于B7家族；前者主要表達于腫瘤細胞以及抗原提呈細胞，后者主要表達于巨噬細胞和樹突狀細胞[1,2]。

在正常機體中，細胞表面的PD-L1與T細胞表面的PD-1結合，誘導活化的T細胞凋亡，減少免疫反應對機體的損害。然而腫瘤組織在缺氧環境下，缺氧誘導因子-1α使PD-L1在巨噬細胞以及腫瘤細胞表達上調；此外致瘤因子也可以誘導腫瘤細胞中PD-L1表達，腫瘤細胞表達的PD-L1與T細胞表達的PD-1相結合，抑制腫瘤浸潤的淋巴細胞(tumor-infiltrating lymphocytes，TIL)增殖以及分泌細胞因子，致使腫瘤細胞逃脫了免疫細胞的監控，形成免疫逃逸[3]。

1 腫瘤細胞中PD-L1表達與PD-1/PD-L1單抗免疫治療療效的相關性

隨著免疫治療新藥的上市，腫瘤細胞中PD-L1的表達能否篩選PD-1/PD-L1單抗受益人群越來越成為臨床診療實踐關注的重點。有研究結果表明，在黑色素瘤、肺癌以及膀胱癌的腫瘤細胞中PD-L1表達水平越高，PD-1/PD-L1單抗治療的療效越好[4,5]。然而有研究表明，盡管在結直腸癌，尿路上皮癌，頭頸部鱗狀細胞癌中PD-L1呈高表達狀態，但PD-1/PD-L1單抗的療效非常差[2,6,7]。在PD-L1陽性表達的轉移性黑素瘤中PD-1/PD-L1單抗治療的有效率為40%～50%，然而PD-1/PD-L1單抗在晚期非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者的療效僅為20%，這可能與PD-1/PD-L1單抗的耐藥性有關[8]。經過免疫治療后，PD-L1呈現不表達或是低表達狀態，CD8+T細胞為主的TIL增多，抗腫瘤免疫反應部分提高；隨著腫瘤微環境的CD8+TIL、CD4+TIL以及NK細胞釋放干擾素-γ(interferon，IFN-γ)的增多，誘導PD-L1在腫瘤細胞中表達上調，間接產生PD-1/PD-L1單抗的耐藥性，從而造成適應性免疫抑制[3]。因此不能僅僅依靠腫瘤細胞中PD-L1的表達來預測PD-1/PD-L1單抗的療效。

2 TIL與PD-1/PD-L1單抗免疫治療療效的相關性

腫瘤微環境是指與腫瘤的發生密切相關的局部穩態環境，主要由腫瘤細胞以及免疫細胞、內皮細胞、細胞因子、多種基質細胞、趨化因子等組成。腫瘤微環境中最簡單的免疫活性測量是計數TIL[9]。研究報道TIL與多種腫瘤預后有關，尤其是肺癌，已有研究建議將TIL評分加入到新的TNM分期中[10]。越來越多的研究表明，TIL的存在有助于使患有NSCLC、EBV+胃癌以及黑色素瘤的患者在免疫治療中獲益[11]，此外臨床研究表明，尤其是以CD8+T細胞為主的TIL，更有助于患者在免疫治療中獲益[12]。PD-1/PD-L1單抗阻斷腫瘤細胞表達的PD-L1與T細胞表面的PD-1的結合，釋放大量TIL，并且有助于腫瘤的消退，因此腫瘤微環境中TIL影響PD-1/PD-L1單抗免疫治療的療效[6,13]。

3 PD-L1聯合TIL用于預測PD-1/PD-L1單抗免疫治療療效

根據腫瘤細胞PD-L1的表達以及TIL的數量將腫瘤分為四種免疫分型：Ⅰ型：PD-L1+/高TIL；Ⅱ型：PD-L1-/低TIL；Ⅲ型：PD-L1+/低TIL；Ⅳ型：PD-L1-/高TIL[14,15]。

3.1Ⅰ型 PD-L1+/高TIL腫瘤細胞中PD-L1陽性表達且瘤組織中含有大量淋巴細胞，此類型腫瘤中預先存在大量被PD-L1抑制的T細胞，可以通過抑制腫瘤細胞PD-L1與T細胞表面PD-1的結合從而釋放大量T細胞，因此Ⅰ型是單一使用PD-1/PD-L1單抗治療最為受益的類型[6,16,17]。

3.2Ⅱ型 PD-L1-/低TIL腫瘤細胞中PD-L1不表達或者低表達且腫瘤組織中無大量淋巴細胞，此型預后一般。單獨應用PD-1/PD-L1單抗治療效果不明顯，因而推薦采用CTLA-4單抗與PD-1/PD-L1單抗聯合治療，CTLA-4單抗可以誘導機體產生大量的T細胞，同時PD-1/PD-L1單抗抑制PD-1與PD-L1的結合，增強T細胞抗腫瘤的反應，避免這些T細胞死亡[18]。2015年美國食品藥品監督管理局(food and drug administration，FDA)批準PD-1抑制劑納武利尤單抗(Opdivo)和CTLA-4單抗易普利姆瑪(Ipilimumab)聯合用于黑色素瘤的治療，對黑素瘤Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗進行3年隨訪分析顯示聯合治療的療效明顯優于單一藥物治療的療效[19]。此外兩種藥物的聯合治療還可以提高肺癌以及晚期腎細胞癌的存活率[11,20,21]。

3.3Ⅲ型 PD-L1+/低TIL 由于致癌信號誘導腫瘤細胞產生大量的PD-L1，因而PD-L1呈高表達水平，但淋巴細胞數量較少。研究表明此型在胃癌、結直腸癌、NSCLC、高級別漿液性卵巢癌、三陰性乳腺癌、膽囊癌等腫瘤中預后最差[22-27]。由于PD-1/PD-L1單抗只有在機體預先存在抗腫瘤免疫反應的情況下才會有效，因此對于此型患者不宜采用單一PD-1/PD-L1單抗治療，可以采用基因靶向與PD-1/PD-L1單抗聯合治療[28]。研究表明在NSCLC細胞中PD-L1的表達與EGFR突變，ALK重排以及KRAS突變有關，致癌信號通路的激活可以上調腫瘤細胞中PD-L1表達，增強腫瘤細胞的免疫逃逸。因此PD-1/PD-L1單抗與基因靶向的聯合治療可以提高腫瘤治療的效果[20]。腫瘤早期也可以通過放射治療，造成免疫原細胞死亡從而釋放新抗原，增強T細胞的活性[11]。研究表明在NSCLC中放射治療聯合免疫治療的療效比單一治療療效好，并且可以抑制腫瘤的轉移[7,29]。此外，采用血管生成抑制劑，如血管內皮細胞生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)抑制劑和PD-1/PD-L1單抗的聯合治療用于Ⅲ型的治療較為重要[15]。血管生成抑制劑可以通過使血管正?；驼T導毛細血管微靜脈形成，增加TIL的數量，促進IFN-γ的釋放，從而誘導腫瘤細胞PD-L1的表達改善抗PD-L1治療，此外PD-1/PD-L1單抗治療也可以增強血管生成抑制劑治療的效果。因此，血管生成抑制劑和PD-1/PD-L1單抗之間存在協同作用[30]。目前關于VEGFR與PD-1/PD-L1單抗聯合治療腎細胞癌的3期臨床試驗已經完成，結果顯示兩種藥物的聯合治療可以明顯延長生存期，并且療效優于單一用藥[31]。此外，Xiong等[32]制備了一種雙特異性抗體藥物，它可以共同靶向VEGF和PD-1，這為腫瘤治療提供了新的更加安全有效的方法。

3.4Ⅳ型 PD-L1-/高TIL 瘤組織中存在大量的淋巴細胞，而腫瘤細胞中PD-L1不表達或者低表達，此型無明顯的免疫抑制，因而在胃癌、NSCLC、HER2+乳腺癌、膽囊癌等大多數的腫瘤中預后較好，尤其是腫瘤浸潤性淋巴細胞為CD8+/CD3+T細胞，具有明顯生存優勢[22,24,27,33，34]。此型可能存在其他的檢查點，例如代謝分子，目前這種類型的治療方法還處于初期階段[15]。

4 結語

綜上所述，綜合評價腫瘤細胞中PD-L1的表達以及TIL的數量，是預測腫瘤患者PD-1/PD-L1單抗治療療效更為準確的方法。對于不同免疫類型選擇合適的PD-1/PD-L1單抗或和其他藥物的組合來治療實體瘤有著重要的理論和實際意義。